Quark bottom

O quark bottom ou quark b é um quark de terceira geração, de carga elétrica −1⁄3 e. Ele corresponde ao segundo quark mais pesado, com uma massa de 4,2 GeV (quatro vezes a massa do próton), sendo apenas mais leve que o quark top. Ele interage por meio de todas as quatro forças fundamentais.^[1][3]

Quark Bottom
Composição:	Partícula elementar
Família:	quark
Interação:	Força forte,Gravidade, força fraca e eletromagnetismo
Símbolo(s):	b
Antipartícula:	Antiquark bottom ( b )
Teorizada:	Makoto Kobayashi e Toshihide Maskawa (1973)[1]
Descoberta:	Leon M. Lederman em 1977[2]
Massa:	4,18+0,03 −0,03 GeV/c2J. Beringer et al. (Particle Data Group) (2012). «PDGLive Particle Summary 'Quarks (u, d, s, c, b, t, b', t', Free)'» (PDF). Particle Data Group. Consultado em 18 de dezembro de 2012</ref>
Carga elétrica:	-1
Spin:	½

História

O quark bottom foi teorizado em 1973 pelos físicos japoneses Makoto Kobayashi e Toshihide Maskawa para explicar a violação no decaimento de Kaons, o nome inferior(bottom) foi inserido em 1975 por Haim Harari. O quark inferior foi descoberto em 1977 pelo Fermilab durante o experimento E288 em que a equipe produziu através de colisões um bottomônio, a equipe foi liderada por Leon Max Lederman, os dois físicos japoneses ganharam o Prémio Nobel da Física de 2008, houve um esforço por parte dos cientistas para que a nomenclatura oficial fosse quark beauty (bonito), mas inferior continuou como o nome oficial da partícula.^[4]

Em 2015, as medições para ver como o quark beleza se deteriora em um quark up, feita pela equipe de cientistas do LHCb demonstrou que o decaimento só ocorre quando o quark b tem um spin 'canhoto'.^[5]

Produção e decaimento

O quark Bottom é produzido a partir do decaimento de 99,85% de todos os quark T que decaem(imagem):

• T → B + W⁺ + GeV

O decaimento do quark bottom ocorre através da interação fraca em ±10⁻¹² segundos, sendo a partícula mais instável, isso se deve a sua massa titânica, a produtos do decaimento podem ser um quark U ou quark C:

• B → U + W⁺ + GeV
• B → C + W⁺ + GeV

O quark charm produzido pelo decaimento do quark b decai em um quark s ou quark d em ±10⁻¹³ segundos.

Antiquark bottom

Quando o primeiro quark bottom observado foi produzido, na forma de um bottomônio oficialmente chamado de méson upsilon, ele estava ligado a sua própria antipartícula, o antiquark bottom. Ele tem as mesmas características que o quark bottom mas carga elétrica contrária.

Hádrons contendo o quark bottom

Alguns mésons que possuem o quark bottom são:

• O méson Úpsilon (Υ) é um bottomônio, um estado ligado de um quark bottom e seu antiquark (bb̅), sendo o análogo do méson J/ψ para o quark charm.

• Os mésons B são partículas que contêm um quark (ou antiquark) bottom combinado com um quark mais leve: O B⁺ é composto por um quark up e um antiquark bottom (ub̅); o B⁰ é composto por um quark down e um antiquark bottom (db̅); e o Bₛ⁰ é composto por um quark strange e um antiquark bottom (sb̅).

Bárions com o quark bottom também foram observados. O exemplo mais simples é:

• O bárion Lambda-b (Λ⁰_b), que possui uma composição de quarks up, down e bottom (udb).

Notas e referências

1. M. Kobayashi, T. Maskawa (1973). «CP-Violation in the Renormalizable Theory of Weak Interaction». Progress of Theoretical Physics. 49 (2): 652–657. doi:10.1143/PTP.49.652
2. «Discoveries at Fermilab – Discovery of the Bottom Quark» (Nota de imprensa). Fermilab. 7 de agosto de 1997. Consultado em 24 de julho de 2009
3. K.W. Staley (2004). The Evidence for the Top Quark. [S.l.]: Cambridge University Press. pp. 31–33. ISBN 9780521827102
4. H. Harari (1975). «A new quark model for hadrons». Physics Letters B. 57 (3). 265 páginas. doi:10.1016/0370-2693(75)90072-6
5. New study shows universe is left-handed por Laura Gallagher en 27 de julho de 2015

• L. Lederman (1978). «The Upsilon Particle». Scientific American. 239 (4). 72 páginas. doi:10.1038/scientificamerican1078-72
• R. Nave. «Quarks». HyperPhysics. Georgia State University, Department of Physics and Astronomy. Consultado em 29 de junho de 2008
• A. Pickering (1984). Constructing Quarks. [S.l.]: University of Chicago Press. pp. 114–125. ISBN 0226667995
• J. Yoh (1997). «The Discovery of the b Quark at Fermilab in 1977: The Experiment Coordinator's Story» (PDF). Proceedings of Twenty Beautiful Years of Bottom Physics. Fermilab. Consultado em 24 de julho de 2009.